Dødscelletyper og deres egenskaper



den celledød Det er prosessen med å ødelegge de cellulære komponentene som alle levende organismer gjennomgår i forskjellige stadier. I alle multicellulære organismer må det være en optimal balanse mellom cellens død og spredning av dem.

Celledød oppstår ved to hovedmekanismer: ved nekrose eller utilsiktet celledød, og ved apoptose eller programmert celledød. Hver mekanisme tilskrives en bestemt cellemorfologi.

Apoptose eller programmert celledød omfatter en svært regulert vei av genetiske komponenter. Ofte, når kroppen gjennomgår patologiske forhold (degenerative sykdommer, for eksempel), den apoptotiske program kan implementeres på feil måte, noe som resulterer i en unødig celleødeleggelse.

Programmert celledød er en viktig del av utviklingsveiene og homeostasen (kontroll mellom død og celleproliferasjon) generelt.

Nekrose eller utilsiktet celledød er den andre typen celledød. Det presenterer radikale forskjeller hvis vi sammenligner det med apoptose. Dette fenomenet oppstår når celler utsettes for ugunstige eller ekstreme omgivelser, noe som resulterer i skade på cellestrukturer.

index

  • 1 programmert celledød eller apoptose
    • 1.1 Historisk perspektiv
    • 1.2 Definisjon
    • 1.3 Funksjoner
    • 1.4 Cellulære egenskaper av apoptose
    • 1.5 Genetiske aspekter
    • 1.6 Unchaining av apoptose
  • 2 Tilfeldig celledød eller nekrose
    • 2.1 Definisjon
    • 2.2 Cellulære egenskaper av nekrose
    • 2.3 Mekanismer
  • 3 Sammenligning mellom apoptose og nekrose
    • 3.1 Forskjeller
    • 3.2 Kan vi skille mellom apoptose og nekrose?
  • 4 Cytotoksisk død
  • 5 referanser

Programmert celledød eller apoptose

Historisk perspektiv

I 1972 ble termen apoptose brukt for første gang. Det dukket opp i et klassisk vitenskapelig papir skrevet av forfatterne Kerr, Wyllie og Currie. For Kerr et al., Begrepet apoptose beskriver en karakteristisk morfologisk form for celledød.

Selv om disse funksjonene allerede hadde blitt detaljert flere ganger, er disse forfatterne de første til å gi et navn til fenomenet.

definisjon

En flercellular organisme består av flere celler som må etablere forbindelser med hverandre. Samfunnet må holdes strengt organisert, og dette oppnås ved å etablere en kontroll mellom spredning av nye celler og eliminering av cellene som allerede finnes.

På denne måten opplever celler som av flere grunner ikke lenger trengs, en slags molekylær "selvmord" som kalles apoptose.

Den programmerte celledød er et normalt fysiologisk fenomen. Det innebærer kontrollert eliminering av visse celler. Denne mekanismen er avgjørende for at voksenvevene fungerer som de skal. Det spiller også en rolle i utviklingen av embryoet.

funksjoner

Opprettholde balansen mellom spredning

Hovedformålet med programmert celledød er å opprettholde balansen mellom celleproliferasjon. For eksempel, i kroppen vår er nesten 5 x 10 elimineres daglig11 erytrocytter eller blodceller gjennom celledød.

Beskytt celler

I tillegg tillater det å etablere en beskyttelsesmekanisme mot celler som potensielt kan påvirke organismen. I tilfelle av celler som har vært ofre for en virusinfeksjon, blir de vanligvis eliminert av programmert celledød. Dermed kan viruset ikke fortsette å spre seg inn i verten.

Den programmerte celledød eliminerer ikke bare celler infisert av eksterne patogener, det er også i stand til å kaste kroppens egne celler som har skade på det genetiske materialet. I dette tilfelle elimineres cellene som bærer mutasjoner som er skadelige for organismen.

I tilfelle hvor utviklingen av disse unormale cellene kan fortsette og mekanismene for celledød ikke virker, kan tumorer oppstå og utviklingen av ulike typer kreft.

Koordinere utviklingen av embryoet

Programmert celledød spiller en avgjørende rolle i utviklingen av et embryo. Under dannelsen av det samme må elimineres flere celler som er unødvendige.

For eksempel er det ansvarlig for å eliminere vev i larver i organismer som gjennomgår metamorfose: larver og amfibier. I tillegg er noen juvenile former preget av å presentere membraner mellom fingrene som er karakteristiske for vannlevende liv.

Når organismen blir en voksen, forsvinner disse membranene, siden cellene som komponerer det gjennomgår en programmert celledødshendelse. Generelt utgjør prosessen med apoptose ekstremiteter av mennesker og mus: skovlformede strukturer slutter med velformede sifre.

Under utviklingen av pattedyr deltar programmert celledød i dannelsen av nervesystemet. Når organismen utvikler seg, produseres et overdreven antall nerveceller, som senere elimineres ved programmert celledød.

Nevronene som klarer å overleve (nær 50%) etablerer korrekte forbindelser med målceller. Når forbindelsen er etablert, begynner sekresjonen av en rekke vekstfaktorer som tillater overlevelse av cellen, siden den hemmer celledødsprogrammet.

Cellulære egenskaper av apoptose

Under programmert celledød utviser cellen en spesiell fenotype. Det første kjennetegn er fragmenteringen av kromosomalt DNA.

I dette tilfellet oppstår brudd på nukleosomer, strukturer dannet av DNA og proteiner. Ved kondensering av kromatin brytes kjernen i små stykker.

Etter hvert som prosessen fortsetter, reduseres cellen betydelig i størrelse. Til slutt går cellen inn i flere segmenter omgitt av en cellemembran. Hvert av disse stykkene er kjent som apoptotiske legemer.

Derefter er celler i immunsystemet kalt makrofager ansvarlige for å gjenkjenne og fagocytose disse døende strukturer.

Dermed "kroppen" av cellen gjennomgår apoptose effektivt borte fra kroppen tilhørighet - i motsetning til hva som skjer når cellen dør av skade. I dette siste scenen svulmer cellene og til slutt lyser, betenner det aktuelle området.

I løpet av apoptose oppstår mitokondriell skade, karakterisert ved at frigjøring av en rekke molekyler som stimulerer mekanisme for død, slik som cytokrom c, Smac / Diablo proteiner, etc..

Genetiske aspekter

Den strenge reguleringen av programmert celledød oppstår takket være den orkestriserte funksjonen til forskjellige gener.

De første studiene relatert til den genetiske mekanismen for apoptose ble utført i nematoden Caenorhabditis elegans. I denne organismen ble 3 gener knyttet til utførelse og regulering av hele apoptotiske prosessen identifisert.

I pattedyr ble det funnet gener som ligner på nematoden. Av denne grunn har de vært svært bevarte enheter gjennom evolusjonen.

Ced-3 er eksemplet på en familie dannet av mer enn et dusin proteaser (enzymer i hydrolyseproteiner), kjent som caspaser.

I tilfelle av programmert død hydroklasser kaspaser mer enn 100 proteiner funnet i den aktuelle cellen. Blant de hvite proteiner fra caspasene finner vi inhibitorene til DNAasene, som forårsaker nedbrytning av DNA i cellekernen.

Caspaser er også ansvarlige for brudd på nukleært ark, noe som fører til fragmentering av kjernen og cytoskelettet generelt. De umiddelbare konsekvensene av alle disse nedbrytningshendelsene er fragmenteringen av cellen.

Unchaining av apoptose

Det er en serie stimuli som utløser apoptotiske mekanismer. Disse stimuli kan være fysiologiske eller patologiske. Interessant, ikke alle cellene svarer på samme måte som stimuli.

Bestråling og legemidler brukt til kreftbehandlinger (kjemoterapi) resulterer i apoptose fra en vei kalt p53-avhengig vei.

Noen hormoner, som kortikosteroider - hormoner fra gruppen av steroider og derivater - kan føre til apoptotisk vei i enkelte celler. De fleste celler påvirkes imidlertid ikke av deres tilstedeværelse.

Tilfeldig celledød eller nekrose

definisjon

Tilfeldig celledød eller nekrose oppstår når cellene blir utsatt for en ugunstig miljø som forårsaker alvorlig skade på cellestrukturer.

Disse faktorene som forårsaker trauma omfatte svært høye eller svært lave temperaturer, unormale nivåer av oksygen, eksponering for giftstoffer, eksponering for oksygen reaktive metabolitter, berøvelse av næringsstoffer, unormal pH-nivåer, blant annet.

Nekrose involverer ulike medisinske tilstander, inkludert neurodegenerative sykdommer slik som Alzheimers sykdom, Huntingtons sykdom, Parkinsons sykdom, amyotrofisk lateralsklerose og epilepsi.

Selv om den nekrotiske prosessen er involvert i ulike medisinske forhold, har mekanismen etter hendelsen ikke blitt fullt utklart. Historisk sett har nekrose blitt vurdert bare som kaotiske reaksjoner som ødelegger cellen.

Imidlertid er dagens bevis hentet fra organismer Caenorhabditis elegans og Drosophila har stilt spørsmålstegn ved denne "dogmen".

Ulike celletyper som opplever nekrose, utviser svært spesifikke morfologiske cellulære egenskaper som respons på lesjonen, noe som tyder på at det er et sentralt utførelsesprogram for nekrose.

Den komplette og detaljerte komprimeringen av den nekrotiske prosessen kan resultere i utvikling av nye metoder for å kontrollere sykdommer som involverer nekrotisk celledød.

Cellulære egenskaper av nekrose

Som ved apoptose har nekrose karakteristiske morfologiske egenskaper. I tillegg er disse helt forskjellige fra de vi observerer i en celle som dør ved den apoptotiske ruten.

Døden er ledsaget av en betydelig inflammasjon av celle vakuoler i cytoplasma, oppblåsthet av det endoplasmatiske retikulum, blæredannelse i cytoplasma, kondensasjon av mitokondriene, disaggregering og løsgjøring av ribosomer, nedbrytning av membraner, lysosomene betent og ødelagt blant andre.

Nekrose er en "passiv" prosess fordi det ikke krever ytterligere proteinsyntese, energibehovet for å forekomme er minimal, og har ingen ytterligere regulering homøostatisk mekanisme.

mekanismer

Lesjonene forårsaket i en nekrotisk celle kan formidles av to hovedmekanismer: forstyrrelsen av energiforsyningen og den direkte skade på cellen på grunn av de nevnte faktorene.

Sammenligning mellom apoptose og nekrose

forskjeller

Prosesskontroll: Forholdsvis apoptose er det en svært kontrollert aktiv prosess, mens nekrose er en toksisk prosess hvor cellen er en passiv utsatt for en modus-uavhengig død energi. Som vi nevnte har de aktuelle bevisene stilt spørsmål om ikke-regulering av nekrose.

Plassering av død: Normalt forekommer apoptose i en enkelt celle eller i en liten celleklynge, mens nekrose ligger i et kontinuum av celler.

Plasma membran tilstand: Ved apoptose forblir cellemembranen intakt og cytoplasma beholder apoptotiske legemer. I nekrose bryter plasmamembranen ned og cytoplasma slippes ut.

Inflammatoriske prosesser: i apoptose observeres ingen type betennelse, mens inflasjon er en av de mest slående funksjonene av nekrose. Tap av membran og cellulær integritet sender kjemotaktiske signaler som rekrutterer cellulære agenter relatert til inflammatorisk prosess.

Kan du skille mellom apoptose og nekrose?

Hva er det avhengig av om en celle dør ved apoptose eller ved nekrose? En rekke faktorer er involvert i denne avgjørelsen, inkludert naturen til dødssignalet, typen av vev i spørsmålet, utviklingsstaten av organismen, blant andre.

Ved hjelp av konvensjonelle histologiteknikker er det ikke lett å skille mellom et vev som dør ved apoptose eller ved nekrose. De morfologiske resultatene av døden produsert av den nekrotiske vei og den apoptotiske banen varierer i flere aspekter og overlapper i andre.

Bevis tyder på at apoptose og nekrose representerer en morfologisk uttrykk for felles biokjemiske veien kalt apoptose-nekrose kontinuerlig. For eksempel, er to faktorer som er involvert i omdannelsen av den apoptotiske reaksjonsvei i nekrose: redusert tilgjengelighet av kaspaser og ATP i cellen.

Cytotoksisk død

I multicellulære organismer er det spesifikke typer celler som tilhører immunsystemet - eller de sekreter de produserer - som er toksiske for andre celler.

Disse cellene er ansvarlig for initiering av trasé som er ansvarlige for ødeleggelsen av målcellene (som kan være infisert med et patogen eller en kreftcelle celle). Forfatterne foretrekker imidlertid ikke å inkludere noen av de to nevnte kategoriene (nekrose eller apoptose), siden det ikke skjer gjennom en bestemt mekanisme.

Ta det spesielle tilfellet av celledød som er formidlet av en celletype som kalles CD8 T-lymfocytter+ Cytotoksiske. I dette eksemplet kombinerer cellen aspekter av både utilsiktet og programmert celledød.

referanser

  1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A.D., Lewis, J., Raff, M., ... & Walter, P. (2013). Nødvendig cellebiologi. Garland Science.
  2. Cooper, G. M., Hausman, R.E., & Hausman, R.E. (2000). Cellen: en molekylær tilnærming. Washington, DC: ASM press.
  3. Elmore, S. (2007). Apoptose: en gjennomgang av programmert celledød. Toksologisk patologi, 35(4), 495-516.
  4. Ross, M.H., & Pawlina, W. (2006). histologi. Lippincott Williams & Wilkins.
  5. Syntichaki, P., & Tavernarakis, N. (2002). Død ved nekrose. Ukontrollabel katastrofe, eller er det orden på kaoset?. EMBO rapporter, 3(7), 604-9.